Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/mingo/linux-2.6-sched
[linux-2.6] / mm / rmap.c
1 /*
2  * mm/rmap.c - physical to virtual reverse mappings
3  *
4  * Copyright 2001, Rik van Riel <riel@conectiva.com.br>
5  * Released under the General Public License (GPL).
6  *
7  * Simple, low overhead reverse mapping scheme.
8  * Please try to keep this thing as modular as possible.
9  *
10  * Provides methods for unmapping each kind of mapped page:
11  * the anon methods track anonymous pages, and
12  * the file methods track pages belonging to an inode.
13  *
14  * Original design by Rik van Riel <riel@conectiva.com.br> 2001
15  * File methods by Dave McCracken <dmccr@us.ibm.com> 2003, 2004
16  * Anonymous methods by Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> 2004
17  * Contributions by Hugh Dickins <hugh@veritas.com> 2003, 2004
18  */
19
20 /*
21  * Lock ordering in mm:
22  *
23  * inode->i_mutex       (while writing or truncating, not reading or faulting)
24  *   inode->i_alloc_sem (vmtruncate_range)
25  *   mm->mmap_sem
26  *     page->flags PG_locked (lock_page)
27  *       mapping->i_mmap_lock
28  *         anon_vma->lock
29  *           mm->page_table_lock or pte_lock
30  *             zone->lru_lock (in mark_page_accessed, isolate_lru_page)
31  *             swap_lock (in swap_duplicate, swap_info_get)
32  *               mmlist_lock (in mmput, drain_mmlist and others)
33  *               mapping->private_lock (in __set_page_dirty_buffers)
34  *               inode_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
35  *                 sb_lock (within inode_lock in fs/fs-writeback.c)
36  *                 mapping->tree_lock (widely used, in set_page_dirty,
37  *                           in arch-dependent flush_dcache_mmap_lock,
38  *                           within inode_lock in __sync_single_inode)
39  *                   zone->lock (within radix tree node alloc)
40  */
41
42 #include <linux/mm.h>
43 #include <linux/pagemap.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/slab.h>
47 #include <linux/init.h>
48 #include <linux/rmap.h>
49 #include <linux/rcupdate.h>
50 #include <linux/module.h>
51 #include <linux/kallsyms.h>
52
53 #include <asm/tlbflush.h>
54
55 struct kmem_cache *anon_vma_cachep;
56
57 /* This must be called under the mmap_sem. */
58 int anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
59 {
60         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
61
62         might_sleep();
63         if (unlikely(!anon_vma)) {
64                 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
65                 struct anon_vma *allocated, *locked;
66
67                 anon_vma = find_mergeable_anon_vma(vma);
68                 if (anon_vma) {
69                         allocated = NULL;
70                         locked = anon_vma;
71                         spin_lock(&locked->lock);
72                 } else {
73                         anon_vma = anon_vma_alloc();
74                         if (unlikely(!anon_vma))
75                                 return -ENOMEM;
76                         allocated = anon_vma;
77                         locked = NULL;
78                 }
79
80                 /* page_table_lock to protect against threads */
81                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
82                 if (likely(!vma->anon_vma)) {
83                         vma->anon_vma = anon_vma;
84                         list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
85                         allocated = NULL;
86                 }
87                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
88
89                 if (locked)
90                         spin_unlock(&locked->lock);
91                 if (unlikely(allocated))
92                         anon_vma_free(allocated);
93         }
94         return 0;
95 }
96
97 void __anon_vma_merge(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *next)
98 {
99         BUG_ON(vma->anon_vma != next->anon_vma);
100         list_del(&next->anon_vma_node);
101 }
102
103 void __anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
104 {
105         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
106
107         if (anon_vma)
108                 list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
109 }
110
111 void anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
112 {
113         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
114
115         if (anon_vma) {
116                 spin_lock(&anon_vma->lock);
117                 list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
118                 spin_unlock(&anon_vma->lock);
119         }
120 }
121
122 void anon_vma_unlink(struct vm_area_struct *vma)
123 {
124         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
125         int empty;
126
127         if (!anon_vma)
128                 return;
129
130         spin_lock(&anon_vma->lock);
131         list_del(&vma->anon_vma_node);
132
133         /* We must garbage collect the anon_vma if it's empty */
134         empty = list_empty(&anon_vma->head);
135         spin_unlock(&anon_vma->lock);
136
137         if (empty)
138                 anon_vma_free(anon_vma);
139 }
140
141 static void anon_vma_ctor(struct kmem_cache *cachep, void *data)
142 {
143         struct anon_vma *anon_vma = data;
144
145         spin_lock_init(&anon_vma->lock);
146         INIT_LIST_HEAD(&anon_vma->head);
147 }
148
149 void __init anon_vma_init(void)
150 {
151         anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
152                         0, SLAB_DESTROY_BY_RCU|SLAB_PANIC, anon_vma_ctor);
153 }
154
155 /*
156  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is
157  * tricky: page_lock_anon_vma rely on RCU to guard against the races.
158  */
159 static struct anon_vma *page_lock_anon_vma(struct page *page)
160 {
161         struct anon_vma *anon_vma;
162         unsigned long anon_mapping;
163
164         rcu_read_lock();
165         anon_mapping = (unsigned long) page->mapping;
166         if (!(anon_mapping & PAGE_MAPPING_ANON))
167                 goto out;
168         if (!page_mapped(page))
169                 goto out;
170
171         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
172         spin_lock(&anon_vma->lock);
173         return anon_vma;
174 out:
175         rcu_read_unlock();
176         return NULL;
177 }
178
179 static void page_unlock_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
180 {
181         spin_unlock(&anon_vma->lock);
182         rcu_read_unlock();
183 }
184
185 /*
186  * At what user virtual address is page expected in @vma?
187  * Returns virtual address or -EFAULT if page's index/offset is not
188  * within the range mapped the @vma.
189  */
190 static inline unsigned long
191 vma_address(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
192 {
193         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
194         unsigned long address;
195
196         address = vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
197         if (unlikely(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end)) {
198                 /* page should be within @vma mapping range */
199                 return -EFAULT;
200         }
201         return address;
202 }
203
204 /*
205  * At what user virtual address is page expected in vma? checking that the
206  * page matches the vma: currently only used on anon pages, by unuse_vma;
207  */
208 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
209 {
210         if (PageAnon(page)) {
211                 if ((void *)vma->anon_vma !=
212                     (void *)page->mapping - PAGE_MAPPING_ANON)
213                         return -EFAULT;
214         } else if (page->mapping && !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
215                 if (!vma->vm_file ||
216                     vma->vm_file->f_mapping != page->mapping)
217                         return -EFAULT;
218         } else
219                 return -EFAULT;
220         return vma_address(page, vma);
221 }
222
223 /*
224  * Check that @page is mapped at @address into @mm.
225  *
226  * On success returns with pte mapped and locked.
227  */
228 pte_t *page_check_address(struct page *page, struct mm_struct *mm,
229                           unsigned long address, spinlock_t **ptlp)
230 {
231         pgd_t *pgd;
232         pud_t *pud;
233         pmd_t *pmd;
234         pte_t *pte;
235         spinlock_t *ptl;
236
237         pgd = pgd_offset(mm, address);
238         if (!pgd_present(*pgd))
239                 return NULL;
240
241         pud = pud_offset(pgd, address);
242         if (!pud_present(*pud))
243                 return NULL;
244
245         pmd = pmd_offset(pud, address);
246         if (!pmd_present(*pmd))
247                 return NULL;
248
249         pte = pte_offset_map(pmd, address);
250         /* Make a quick check before getting the lock */
251         if (!pte_present(*pte)) {
252                 pte_unmap(pte);
253                 return NULL;
254         }
255
256         ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
257         spin_lock(ptl);
258         if (pte_present(*pte) && page_to_pfn(page) == pte_pfn(*pte)) {
259                 *ptlp = ptl;
260                 return pte;
261         }
262         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
263         return NULL;
264 }
265
266 /*
267  * Subfunctions of page_referenced: page_referenced_one called
268  * repeatedly from either page_referenced_anon or page_referenced_file.
269  */
270 static int page_referenced_one(struct page *page,
271         struct vm_area_struct *vma, unsigned int *mapcount)
272 {
273         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
274         unsigned long address;
275         pte_t *pte;
276         spinlock_t *ptl;
277         int referenced = 0;
278
279         address = vma_address(page, vma);
280         if (address == -EFAULT)
281                 goto out;
282
283         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
284         if (!pte)
285                 goto out;
286
287         if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
288                 referenced++;
289
290         /* Pretend the page is referenced if the task has the
291            swap token and is in the middle of a page fault. */
292         if (mm != current->mm && has_swap_token(mm) &&
293                         rwsem_is_locked(&mm->mmap_sem))
294                 referenced++;
295
296         (*mapcount)--;
297         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
298 out:
299         return referenced;
300 }
301
302 static int page_referenced_anon(struct page *page)
303 {
304         unsigned int mapcount;
305         struct anon_vma *anon_vma;
306         struct vm_area_struct *vma;
307         int referenced = 0;
308
309         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
310         if (!anon_vma)
311                 return referenced;
312
313         mapcount = page_mapcount(page);
314         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
315                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
316                 if (!mapcount)
317                         break;
318         }
319
320         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
321         return referenced;
322 }
323
324 /**
325  * page_referenced_file - referenced check for object-based rmap
326  * @page: the page we're checking references on.
327  *
328  * For an object-based mapped page, find all the places it is mapped and
329  * check/clear the referenced flag.  This is done by following the page->mapping
330  * pointer, then walking the chain of vmas it holds.  It returns the number
331  * of references it found.
332  *
333  * This function is only called from page_referenced for object-based pages.
334  */
335 static int page_referenced_file(struct page *page)
336 {
337         unsigned int mapcount;
338         struct address_space *mapping = page->mapping;
339         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
340         struct vm_area_struct *vma;
341         struct prio_tree_iter iter;
342         int referenced = 0;
343
344         /*
345          * The caller's checks on page->mapping and !PageAnon have made
346          * sure that this is a file page: the check for page->mapping
347          * excludes the case just before it gets set on an anon page.
348          */
349         BUG_ON(PageAnon(page));
350
351         /*
352          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
353          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
354          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
355          * so we can safely take mapping->i_mmap_lock.
356          */
357         BUG_ON(!PageLocked(page));
358
359         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
360
361         /*
362          * i_mmap_lock does not stabilize mapcount at all, but mapcount
363          * is more likely to be accurate if we note it after spinning.
364          */
365         mapcount = page_mapcount(page);
366
367         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
368                 if ((vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE))
369                                   == (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE)) {
370                         referenced++;
371                         break;
372                 }
373                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
374                 if (!mapcount)
375                         break;
376         }
377
378         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
379         return referenced;
380 }
381
382 /**
383  * page_referenced - test if the page was referenced
384  * @page: the page to test
385  * @is_locked: caller holds lock on the page
386  *
387  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings to a page,
388  * returns the number of ptes which referenced the page.
389  */
390 int page_referenced(struct page *page, int is_locked)
391 {
392         int referenced = 0;
393
394         if (page_test_and_clear_young(page))
395                 referenced++;
396
397         if (TestClearPageReferenced(page))
398                 referenced++;
399
400         if (page_mapped(page) && page->mapping) {
401                 if (PageAnon(page))
402                         referenced += page_referenced_anon(page);
403                 else if (is_locked)
404                         referenced += page_referenced_file(page);
405                 else if (TestSetPageLocked(page))
406                         referenced++;
407                 else {
408                         if (page->mapping)
409                                 referenced += page_referenced_file(page);
410                         unlock_page(page);
411                 }
412         }
413         return referenced;
414 }
415
416 static int page_mkclean_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
417 {
418         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
419         unsigned long address;
420         pte_t *pte;
421         spinlock_t *ptl;
422         int ret = 0;
423
424         address = vma_address(page, vma);
425         if (address == -EFAULT)
426                 goto out;
427
428         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
429         if (!pte)
430                 goto out;
431
432         if (pte_dirty(*pte) || pte_write(*pte)) {
433                 pte_t entry;
434
435                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
436                 entry = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
437                 entry = pte_wrprotect(entry);
438                 entry = pte_mkclean(entry);
439                 set_pte_at(mm, address, pte, entry);
440                 ret = 1;
441         }
442
443         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
444 out:
445         return ret;
446 }
447
448 static int page_mkclean_file(struct address_space *mapping, struct page *page)
449 {
450         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
451         struct vm_area_struct *vma;
452         struct prio_tree_iter iter;
453         int ret = 0;
454
455         BUG_ON(PageAnon(page));
456
457         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
458         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
459                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
460                         ret += page_mkclean_one(page, vma);
461         }
462         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
463         return ret;
464 }
465
466 int page_mkclean(struct page *page)
467 {
468         int ret = 0;
469
470         BUG_ON(!PageLocked(page));
471
472         if (page_mapped(page)) {
473                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
474                 if (mapping) {
475                         ret = page_mkclean_file(mapping, page);
476                         if (page_test_dirty(page)) {
477                                 page_clear_dirty(page);
478                                 ret = 1;
479                         }
480                 }
481         }
482
483         return ret;
484 }
485 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_mkclean);
486
487 /**
488  * page_set_anon_rmap - setup new anonymous rmap
489  * @page:       the page to add the mapping to
490  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
491  * @address:    the user virtual address mapped
492  */
493 static void __page_set_anon_rmap(struct page *page,
494         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
495 {
496         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
497
498         BUG_ON(!anon_vma);
499         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
500         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
501
502         page->index = linear_page_index(vma, address);
503
504         /*
505          * nr_mapped state can be updated without turning off
506          * interrupts because it is not modified via interrupt.
507          */
508         __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
509 }
510
511 /**
512  * page_set_anon_rmap - sanity check anonymous rmap addition
513  * @page:       the page to add the mapping to
514  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
515  * @address:    the user virtual address mapped
516  */
517 static void __page_check_anon_rmap(struct page *page,
518         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
519 {
520 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
521         /*
522          * The page's anon-rmap details (mapping and index) are guaranteed to
523          * be set up correctly at this point.
524          *
525          * We have exclusion against page_add_anon_rmap because the caller
526          * always holds the page locked, except if called from page_dup_rmap,
527          * in which case the page is already known to be setup.
528          *
529          * We have exclusion against page_add_new_anon_rmap because those pages
530          * are initially only visible via the pagetables, and the pte is locked
531          * over the call to page_add_new_anon_rmap.
532          */
533         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
534         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
535         BUG_ON(page->mapping != (struct address_space *)anon_vma);
536         BUG_ON(page->index != linear_page_index(vma, address));
537 #endif
538 }
539
540 /**
541  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
542  * @page:       the page to add the mapping to
543  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
544  * @address:    the user virtual address mapped
545  *
546  * The caller needs to hold the pte lock and the page must be locked.
547  */
548 void page_add_anon_rmap(struct page *page,
549         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
550 {
551         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
552         VM_BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
553         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
554                 __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
555         else
556                 __page_check_anon_rmap(page, vma, address);
557 }
558
559 /*
560  * page_add_new_anon_rmap - add pte mapping to a new anonymous page
561  * @page:       the page to add the mapping to
562  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
563  * @address:    the user virtual address mapped
564  *
565  * Same as page_add_anon_rmap but must only be called on *new* pages.
566  * This means the inc-and-test can be bypassed.
567  * Page does not have to be locked.
568  */
569 void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
570         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
571 {
572         BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
573         atomic_set(&page->_mapcount, 0); /* elevate count by 1 (starts at -1) */
574         __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
575 }
576
577 /**
578  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
579  * @page: the page to add the mapping to
580  *
581  * The caller needs to hold the pte lock.
582  */
583 void page_add_file_rmap(struct page *page)
584 {
585         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
586                 __inc_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
587 }
588
589 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
590 /**
591  * page_dup_rmap - duplicate pte mapping to a page
592  * @page:       the page to add the mapping to
593  *
594  * For copy_page_range only: minimal extract from page_add_file_rmap /
595  * page_add_anon_rmap, avoiding unnecessary tests (already checked) so it's
596  * quicker.
597  *
598  * The caller needs to hold the pte lock.
599  */
600 void page_dup_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
601 {
602         BUG_ON(page_mapcount(page) == 0);
603         if (PageAnon(page))
604                 __page_check_anon_rmap(page, vma, address);
605         atomic_inc(&page->_mapcount);
606 }
607 #endif
608
609 /**
610  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
611  * @page: page to remove mapping from
612  *
613  * The caller needs to hold the pte lock.
614  */
615 void page_remove_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
616 {
617         if (atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount)) {
618                 if (unlikely(page_mapcount(page) < 0)) {
619                         printk (KERN_EMERG "Eeek! page_mapcount(page) went negative! (%d)\n", page_mapcount(page));
620                         printk (KERN_EMERG "  page pfn = %lx\n", page_to_pfn(page));
621                         printk (KERN_EMERG "  page->flags = %lx\n", page->flags);
622                         printk (KERN_EMERG "  page->count = %x\n", page_count(page));
623                         printk (KERN_EMERG "  page->mapping = %p\n", page->mapping);
624                         print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops);
625                         if (vma->vm_ops) {
626                                 print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops->nopage = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops->nopage);
627                                 print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops->fault = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops->fault);
628                         }
629                         if (vma->vm_file && vma->vm_file->f_op)
630                                 print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_file->f_op->mmap = %s\n", (unsigned long)vma->vm_file->f_op->mmap);
631                         BUG();
632                 }
633
634                 /*
635                  * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
636                  * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
637                  * which increments mapcount after us but sets mapping
638                  * before us: so leave the reset to free_hot_cold_page,
639                  * and remember that it's only reliable while mapped.
640                  * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
641                  * faster for those pages still in swapcache.
642                  */
643                 if (page_test_dirty(page)) {
644                         page_clear_dirty(page);
645                         set_page_dirty(page);
646                 }
647                 __dec_zone_page_state(page,
648                                 PageAnon(page) ? NR_ANON_PAGES : NR_FILE_MAPPED);
649         }
650 }
651
652 /*
653  * Subfunctions of try_to_unmap: try_to_unmap_one called
654  * repeatedly from either try_to_unmap_anon or try_to_unmap_file.
655  */
656 static int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
657                                 int migration)
658 {
659         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
660         unsigned long address;
661         pte_t *pte;
662         pte_t pteval;
663         spinlock_t *ptl;
664         int ret = SWAP_AGAIN;
665
666         address = vma_address(page, vma);
667         if (address == -EFAULT)
668                 goto out;
669
670         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
671         if (!pte)
672                 goto out;
673
674         /*
675          * If the page is mlock()d, we cannot swap it out.
676          * If it's recently referenced (perhaps page_referenced
677          * skipped over this mm) then we should reactivate it.
678          */
679         if (!migration && ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) ||
680                         (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte)))) {
681                 ret = SWAP_FAIL;
682                 goto out_unmap;
683         }
684
685         /* Nuke the page table entry. */
686         flush_cache_page(vma, address, page_to_pfn(page));
687         pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
688
689         /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
690         if (pte_dirty(pteval))
691                 set_page_dirty(page);
692
693         /* Update high watermark before we lower rss */
694         update_hiwater_rss(mm);
695
696         if (PageAnon(page)) {
697                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
698
699                 if (PageSwapCache(page)) {
700                         /*
701                          * Store the swap location in the pte.
702                          * See handle_pte_fault() ...
703                          */
704                         swap_duplicate(entry);
705                         if (list_empty(&mm->mmlist)) {
706                                 spin_lock(&mmlist_lock);
707                                 if (list_empty(&mm->mmlist))
708                                         list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
709                                 spin_unlock(&mmlist_lock);
710                         }
711                         dec_mm_counter(mm, anon_rss);
712 #ifdef CONFIG_MIGRATION
713                 } else {
714                         /*
715                          * Store the pfn of the page in a special migration
716                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
717                          * pte is removed and then restart fault handling.
718                          */
719                         BUG_ON(!migration);
720                         entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
721 #endif
722                 }
723                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
724                 BUG_ON(pte_file(*pte));
725         } else
726 #ifdef CONFIG_MIGRATION
727         if (migration) {
728                 /* Establish migration entry for a file page */
729                 swp_entry_t entry;
730                 entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
731                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
732         } else
733 #endif
734                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
735
736
737         page_remove_rmap(page, vma);
738         page_cache_release(page);
739
740 out_unmap:
741         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
742 out:
743         return ret;
744 }
745
746 /*
747  * objrmap doesn't work for nonlinear VMAs because the assumption that
748  * offset-into-file correlates with offset-into-virtual-addresses does not hold.
749  * Consequently, given a particular page and its ->index, we cannot locate the
750  * ptes which are mapping that page without an exhaustive linear search.
751  *
752  * So what this code does is a mini "virtual scan" of each nonlinear VMA which
753  * maps the file to which the target page belongs.  The ->vm_private_data field
754  * holds the current cursor into that scan.  Successive searches will circulate
755  * around the vma's virtual address space.
756  *
757  * So as more replacement pressure is applied to the pages in a nonlinear VMA,
758  * more scanning pressure is placed against them as well.   Eventually pages
759  * will become fully unmapped and are eligible for eviction.
760  *
761  * For very sparsely populated VMAs this is a little inefficient - chances are
762  * there there won't be many ptes located within the scan cluster.  In this case
763  * maybe we could scan further - to the end of the pte page, perhaps.
764  */
765 #define CLUSTER_SIZE    min(32*PAGE_SIZE, PMD_SIZE)
766 #define CLUSTER_MASK    (~(CLUSTER_SIZE - 1))
767
768 static void try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor,
769         unsigned int *mapcount, struct vm_area_struct *vma)
770 {
771         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
772         pgd_t *pgd;
773         pud_t *pud;
774         pmd_t *pmd;
775         pte_t *pte;
776         pte_t pteval;
777         spinlock_t *ptl;
778         struct page *page;
779         unsigned long address;
780         unsigned long end;
781
782         address = (vma->vm_start + cursor) & CLUSTER_MASK;
783         end = address + CLUSTER_SIZE;
784         if (address < vma->vm_start)
785                 address = vma->vm_start;
786         if (end > vma->vm_end)
787                 end = vma->vm_end;
788
789         pgd = pgd_offset(mm, address);
790         if (!pgd_present(*pgd))
791                 return;
792
793         pud = pud_offset(pgd, address);
794         if (!pud_present(*pud))
795                 return;
796
797         pmd = pmd_offset(pud, address);
798         if (!pmd_present(*pmd))
799                 return;
800
801         pte = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
802
803         /* Update high watermark before we lower rss */
804         update_hiwater_rss(mm);
805
806         for (; address < end; pte++, address += PAGE_SIZE) {
807                 if (!pte_present(*pte))
808                         continue;
809                 page = vm_normal_page(vma, address, *pte);
810                 BUG_ON(!page || PageAnon(page));
811
812                 if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
813                         continue;
814
815                 /* Nuke the page table entry. */
816                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
817                 pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
818
819                 /* If nonlinear, store the file page offset in the pte. */
820                 if (page->index != linear_page_index(vma, address))
821                         set_pte_at(mm, address, pte, pgoff_to_pte(page->index));
822
823                 /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
824                 if (pte_dirty(pteval))
825                         set_page_dirty(page);
826
827                 page_remove_rmap(page, vma);
828                 page_cache_release(page);
829                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
830                 (*mapcount)--;
831         }
832         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
833 }
834
835 static int try_to_unmap_anon(struct page *page, int migration)
836 {
837         struct anon_vma *anon_vma;
838         struct vm_area_struct *vma;
839         int ret = SWAP_AGAIN;
840
841         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
842         if (!anon_vma)
843                 return ret;
844
845         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
846                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
847                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
848                         break;
849         }
850
851         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
852         return ret;
853 }
854
855 /**
856  * try_to_unmap_file - unmap file page using the object-based rmap method
857  * @page: the page to unmap
858  *
859  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
860  * contained in the address_space struct it points to.
861  *
862  * This function is only called from try_to_unmap for object-based pages.
863  */
864 static int try_to_unmap_file(struct page *page, int migration)
865 {
866         struct address_space *mapping = page->mapping;
867         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
868         struct vm_area_struct *vma;
869         struct prio_tree_iter iter;
870         int ret = SWAP_AGAIN;
871         unsigned long cursor;
872         unsigned long max_nl_cursor = 0;
873         unsigned long max_nl_size = 0;
874         unsigned int mapcount;
875
876         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
877         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
878                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
879                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
880                         goto out;
881         }
882
883         if (list_empty(&mapping->i_mmap_nonlinear))
884                 goto out;
885
886         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
887                                                 shared.vm_set.list) {
888                 if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) && !migration)
889                         continue;
890                 cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
891                 if (cursor > max_nl_cursor)
892                         max_nl_cursor = cursor;
893                 cursor = vma->vm_end - vma->vm_start;
894                 if (cursor > max_nl_size)
895                         max_nl_size = cursor;
896         }
897
898         if (max_nl_size == 0) { /* any nonlinears locked or reserved */
899                 ret = SWAP_FAIL;
900                 goto out;
901         }
902
903         /*
904          * We don't try to search for this page in the nonlinear vmas,
905          * and page_referenced wouldn't have found it anyway.  Instead
906          * just walk the nonlinear vmas trying to age and unmap some.
907          * The mapcount of the page we came in with is irrelevant,
908          * but even so use it as a guide to how hard we should try?
909          */
910         mapcount = page_mapcount(page);
911         if (!mapcount)
912                 goto out;
913         cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
914
915         max_nl_size = (max_nl_size + CLUSTER_SIZE - 1) & CLUSTER_MASK;
916         if (max_nl_cursor == 0)
917                 max_nl_cursor = CLUSTER_SIZE;
918
919         do {
920                 list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
921                                                 shared.vm_set.list) {
922                         if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) && !migration)
923                                 continue;
924                         cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
925                         while ( cursor < max_nl_cursor &&
926                                 cursor < vma->vm_end - vma->vm_start) {
927                                 try_to_unmap_cluster(cursor, &mapcount, vma);
928                                 cursor += CLUSTER_SIZE;
929                                 vma->vm_private_data = (void *) cursor;
930                                 if ((int)mapcount <= 0)
931                                         goto out;
932                         }
933                         vma->vm_private_data = (void *) max_nl_cursor;
934                 }
935                 cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
936                 max_nl_cursor += CLUSTER_SIZE;
937         } while (max_nl_cursor <= max_nl_size);
938
939         /*
940          * Don't loop forever (perhaps all the remaining pages are
941          * in locked vmas).  Reset cursor on all unreserved nonlinear
942          * vmas, now forgetting on which ones it had fallen behind.
943          */
944         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear, shared.vm_set.list)
945                 vma->vm_private_data = NULL;
946 out:
947         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
948         return ret;
949 }
950
951 /**
952  * try_to_unmap - try to remove all page table mappings to a page
953  * @page: the page to get unmapped
954  *
955  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
956  * page, used in the pageout path.  Caller must hold the page lock.
957  * Return values are:
958  *
959  * SWAP_SUCCESS - we succeeded in removing all mappings
960  * SWAP_AGAIN   - we missed a mapping, try again later
961  * SWAP_FAIL    - the page is unswappable
962  */
963 int try_to_unmap(struct page *page, int migration)
964 {
965         int ret;
966
967         BUG_ON(!PageLocked(page));
968
969         if (PageAnon(page))
970                 ret = try_to_unmap_anon(page, migration);
971         else
972                 ret = try_to_unmap_file(page, migration);
973
974         if (!page_mapped(page))
975                 ret = SWAP_SUCCESS;
976         return ret;
977 }
978